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基于显色法的纸基微流控芯片用于水中的三氮检测
近年来，随着微流控技术的不断发展，纸基微流控芯片作为一种新型的便携式、低成本的分析平台，因其简单易行、快速高效、实用性强等优点而备受关注。其中，基于显色法的纸基微流控芯片已经被广泛应用于环境监测、食品安全、临床疾病等领域，具有广泛的应用前景。本文以水中三氮检测为例，介绍了基于显色法的纸基微流控芯片的原理、设计以及应用等方面的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。
一、纸基微流控芯片原理
纸基微流控芯片是一种依靠纸材料的渗透性，通过毛细管力、表面张力等原理，在微流控通道组成的芯片上进行样品和试剂的移动、混合、反应和检测。其中，显色法是在反应发生后，通过化学反应物与产生的物质之间产生的显色反应，来实现对反应物的定量和定性分析。显色法简单易行，成本低，适用于现场、实时检测，被广泛应用于环境监测、食品安全、临床诊断等领域。
二、纸基微流控芯片设计
1.芯片材料选择
对于水中三氮检测，常用的纸基材料为滤纸和纸毛绒。滤纸吸水性好、硬度适中，适合制作流道和反应带；纸毛绒表面粗糙，比滤纸更易于制备起伏的微流控芯片，同时有着更高的反应灵敏度。
2.芯片结构设计
纸基微流控芯片是以一定的方式组合起来的通道网络，可实现样品和试剂混合、反应和检测。其中，通道尺寸、形状等参数的设计对芯片的灵敏度、稳定性和抗干扰能力等方面有着重要影响。
3.反应剂的选择
在水中三氮检测中，反应剂的选择和使用环境息息相关。目前常用的反应剂为钼酸钠和硫酸还原钾。钼酸钠法具有灵敏度高、选择性好、反应简单等特点；硫酸还原钾法灵敏度较钼酸钠法低，但是可以同时检测氨态氮和亚硝酸盐。
三、纸基微流控芯片应用
1.利用滤纸材料制备的纸基微流控芯片
F.M.Tetteh等人[1]利用滤纸制备了一种简单、快速的纸基微流控芯片，并用于水中总三氮的检测。试验结果显示，该芯片在硝酸盐和硫酸盐之间具有良好的选择性，最低检出限为0.1mg/L。
2.利用纸毛绒材料制备的纸基微流控芯片
Hakkanen等人[2]在自制的纸毛绒材料中选取合适的颜料为指示剂，利用打印技术制备微通道，最终制作出了一种基于显色法的纸基微流控芯片。该芯片应用于水中总三氮的检测，结果显示其最低检出限为0.7mg/L。
四、结语
基于显色法的纸基微流控芯片在水中三氮检测方面具有显著的优势，拥有可操作性强、便携性高、实时性好、灵敏度高等特点。我们相信，在今后的研究中，该技术将会得到更加广泛的应用，为环境监测、食品安全、临床疾病等领域提供更为可行的检测方案。